連鑄機(jī)

一般連鑄機(jī)由鋼水運(yùn)載裝置（鋼水包、回轉(zhuǎn)臺(tái)）、中間包及其更換裝置、結(jié)晶器及其振動(dòng)裝置、二冷區(qū)夾持輥及冷卻水系統(tǒng)、拉引矯直機(jī)、切斷設(shè)備、引錠裝置等組成（下圖）。中間包起緩沖與凈化鋼液的作用，容量一般為鋼水包容量的20%～40%，鑄機(jī)流數(shù)越多，其容量愈大。結(jié)晶器是連鑄機(jī)的“心臟”，要求有良好的導(dǎo)熱性、結(jié)構(gòu)剛性、耐磨性及便于制造和維護(hù)等特點(diǎn)，一般由鍛造紫銅或鑄造黃銅制成，其外壁通水強(qiáng)制均勻冷卻。結(jié)晶器振動(dòng)裝置的作用是使結(jié)晶器做周期性振動(dòng)，以防止初生坯殼與結(jié)晶器壁產(chǎn)生黏結(jié)而被拉破，振動(dòng)曲線一般按正弦規(guī)律變化，以減少?zèng)_擊，其振幅和頻率應(yīng)與拉速緊密配合，以保證鑄坯的質(zhì)量和產(chǎn)量。二冷裝置安裝在緊接結(jié)晶器的出口處，其作用是借助噴水或霧化冷卻以加速鑄坯凝固并控制鑄坯的溫度。夾輥和導(dǎo)輥支撐著帶液芯的高溫鑄坯，以防止鼓肚變形或造成內(nèi)裂，同時(shí)在此區(qū)段落可進(jìn)行液芯壓下技術(shù)以提高鑄坯質(zhì)量和產(chǎn)量，要求二冷裝置水壓、水量可調(diào)，以適應(yīng)不同鋼種和不同拉速的需要。拉矯機(jī)的作用是提供拉坯動(dòng)力及對(duì)彎曲的鑄坯進(jìn)行矯直，并推動(dòng)切割裝置運(yùn)動(dòng)，拉坯速度對(duì)連鑄產(chǎn)量、質(zhì)量皆有很大的影響，引錠裝置的作用是在連鑄開始前，用引錠頭堵住結(jié)晶器下口，待鋼水凝固后將鑄坯引拉出鑄機(jī)，再脫開引錠頭，將引錠桿收入存放裝置。鑄坯切割設(shè)備則將連續(xù)運(yùn)動(dòng)中的鑄坯切割成定尺，常用的切割設(shè)備有火焰切割器或液壓剪與擺動(dòng)剪。

從結(jié)晶器液面到最后一對(duì)拉矯輥之間的實(shí)際長(zhǎng)度即為連鑄機(jī)的長(zhǎng)度，它應(yīng)為鑄機(jī)冶金長(zhǎng)度的1.1—1.2倍。

連鑄機(jī)可以按多種形式來分類。若按結(jié)構(gòu)外形可把連鑄機(jī)分為立式連鑄機(jī)，立彎式連鑄機(jī)，帶直線段弧形連鑄機(jī)，弧形連鑄機(jī)，多半徑橢圓形連鑄機(jī)和水平連鑄機(jī)。隨著連鑄技術(shù)的發(fā)展，又開展了輪式連鑄機(jī)，特別是薄板坯連鑄機(jī)的研究。

如果按照連鑄機(jī)所澆鑄的斷面的大小和外形來區(qū)分，連鑄機(jī)又可分為板坯連鑄機(jī)、小方坯連鑄機(jī)，大方坯連鑄機(jī)、圓坯連鑄機(jī)、異形斷面連鑄機(jī)和薄板坯連鑄機(jī)。在方坯連鑄機(jī)中也包括矩形坯連鑄機(jī)，通常把澆鑄斷面或當(dāng)量斷面積大于200×200mm的鑄坯叫大方坯，斷面或當(dāng)量斷面積小于160×160mm的鑄坯叫小方坯，寬厚比大于3矩形坯稱為板坯。

若按連鑄機(jī)在共用一個(gè)鋼水包下所能澆鑄的鑄坯流數(shù)來區(qū)分，則可分為單流、雙流或多流連鑄機(jī)。

立式連鑄機(jī)

立式連鑄機(jī)是20世紀(jì)50～60年代之前的主要機(jī)型，其結(jié)構(gòu)示意圖如下圖1所示。這種連鑄機(jī)的鋼水澆灌系統(tǒng)、結(jié)晶器、切割裝置以及鋼坯出口位置都布置在連鑄機(jī)的垂直軸線上，整個(gè)設(shè)備在車間內(nèi)占用了很大的高度空間。立式連鑄機(jī)生產(chǎn)時(shí)，鑄坯在結(jié)晶器和二冷段內(nèi)凝固，由于是垂直布置，液態(tài)金屬內(nèi)的非金屬夾雜物易于上浮、鑄坯四周散熱也比較均勻，并且鑄坯在拉制過程中不受其他的彎矯力作用，所得的鑄坯質(zhì)量好，不易發(fā)生裂紋，因此比較適合生產(chǎn)合金鋼以及其他對(duì)裂紋敏感的鋼種。但這種連鑄機(jī)的高度過大、基建和設(shè)備的投資大、維護(hù)也比較困難，并且由于是高水頭澆鑄，鑄坯下段在鋼水靜水壓力作用下易發(fā)生鼓肚變形，因此只適合生產(chǎn)小斷面的鑄坯。

立彎式連鑄機(jī)

立彎式連鑄機(jī)是在立式連鑄機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種過渡類機(jī)型。它的上部和立式連鑄機(jī)一樣，不同之處在于：立彎式連鑄機(jī)利用頂彎裝置，在鑄坯完全凝固后將其頂彎90°，使鑄坯在水平方向出鋼并切割。立彎式連鑄機(jī)部分降低了整機(jī)的高度，但是由于是在鑄坯完全凝固后再將其頂彎，因此生產(chǎn)時(shí)容易發(fā)生裂紋等缺陷，主要用于小截面坯料的生產(chǎn)。

弧形連鑄機(jī)

弧形連鑄機(jī)是世界范圍內(nèi)應(yīng)用最廣泛能一種機(jī)型。它的結(jié)晶器、二次冷卻段、拉坯矯直機(jī)等都布置在相同半徑的1/4圓周上，鑄坯在1/4圓周內(nèi)完全凝固，在水平切線必經(jīng)一點(diǎn)矯直后沿水平方向拉出，隨后進(jìn)行定尺切割。

1、全弧形連鑄機(jī)

全弧形連鑄機(jī)又稱為單點(diǎn)矯直弧形連錨機(jī)。全弧形連鑄機(jī)的結(jié)晶器二冷裝置以及拉矯設(shè)備都布置在一個(gè)圓的1/4弧度上。鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)形成弧形，拉出后沿著弧形軌道運(yùn)動(dòng)，接受噴水冷卻，直至完全凝固。全凝固后的鑄坯到水平切點(diǎn)處進(jìn)行矯直，然后拉出連鑄機(jī)切割成定尺，從水平方向輸出。連鑄機(jī)高度基本等于圓弧半徑。通常

把連鑄機(jī)的外弧半徑稱作弧形連鑄機(jī)的圓弧半徑。

全弧形連鑄機(jī)的主要特點(diǎn)概括如下：

主要優(yōu)點(diǎn)：

（1）由于它布置在1/4圓弧范圍內(nèi)，因此它的高度比立式、立彎式低，設(shè)備質(zhì)量較輕，投資費(fèi)用較低，設(shè)備安裝和維護(hù)方便，因而應(yīng)用廣泛；

（2）由于設(shè)備高度低，鑄坯在凝固過程中承受的鋼水靜壓力相對(duì)較小，可減少因鼓肚變形而產(chǎn)生的內(nèi)裂和偏析，有利于提高拉速和改善鑄坯質(zhì)量。

主要缺點(diǎn)：

（1）鋼水在凝固過程中，非金屬夾雜物有向內(nèi)弧聚集的傾向，易造成鑄坯靠?jī)?nèi)弧側(cè)約1/4處的夾雜物富集的缺陷；

（2）為防止產(chǎn)生內(nèi)裂，要求鑄坯在矯直前完全凝固，限制了拉速的提高，影響生產(chǎn)能力。

2、多點(diǎn)矯直弧形連鑄機(jī)

多點(diǎn)矯直弧形連鑄機(jī)示意圖如下圖2所示。隨著連鑄機(jī)拉速的提高，鑄坯到矯直點(diǎn)時(shí)不能完全凝固，帶液芯的鑄坯在進(jìn)行單點(diǎn)矯直時(shí)，由于固液界面變形量大，鑄坯中心區(qū)易產(chǎn)生裂紋缺陷。因此，采用多點(diǎn)矯直技術(shù)將總的應(yīng)變分散到每一矯直點(diǎn)的應(yīng)變中去，使鑄坯固液界面變形率降低。這樣，鑄坯可以帶液芯矯直，而不產(chǎn)生內(nèi)部裂紋，有利于提高拉速。

3、直結(jié)晶器弧形連鑄機(jī)

直結(jié)晶器弧形連鑄機(jī)（直弧形連鑄機(jī)）采用直結(jié)晶器，結(jié)晶器往下配有2.5～3.5m的直線段，帶有液芯的鑄坯經(jīng)過直線段后，被逐漸彎曲成弧形，以后的過程與多點(diǎn)矯直弧形連鑄機(jī)完全一樣。

主要優(yōu)點(diǎn)：

（1）保留有立式連鑄機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，鋼水在直結(jié)晶器及其下部的直線段凝固過程中，有利于鋼液中大型夾雜物的上浮和均勻分布。避免了鑄坯內(nèi)弧側(cè)1/4處夾雜物富集的缺陷，對(duì)生產(chǎn)高潔凈鋼效果明顯；

（2）由于鑄坯采用帶液芯漸近彎曲成弧形，因而仍具有弧形連鑄機(jī)設(shè)備高度較低、建設(shè)費(fèi)用較低的優(yōu)點(diǎn)。

主要缺點(diǎn)：直弧形連鑄機(jī)多一個(gè)彎曲過程，對(duì)于裂紋敏感鋼種增加了在外弧側(cè)產(chǎn)生裂紋的可能性。

應(yīng)該說，直結(jié)晶器弧形連鑄機(jī)是集立式和弧形連鑄機(jī)優(yōu)點(diǎn)于一體的新型連鑄機(jī)，目前越來越多鋼廠的板坯連鑄機(jī)采用這種機(jī)型，因?yàn)樗芨玫貪M足鑄坯質(zhì)量要求，提高生產(chǎn)效益。

特種連鑄機(jī)

數(shù)字連鑄機(jī)

突破傳統(tǒng)概念，以先進(jìn)的數(shù)字科技取代傳統(tǒng)的控制思想，不僅表現(xiàn)出精湛的工藝實(shí)現(xiàn)能力，同時(shí)因其結(jié)構(gòu)的本質(zhì)變革，使得其實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)系統(tǒng)無(wú)法達(dá)到的效果時(shí)，無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)定和反復(fù)調(diào)校，更不會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行出現(xiàn)性能變化等，因而，數(shù)字鑄機(jī)實(shí)現(xiàn)從數(shù)字液面控制、數(shù)字在線調(diào)寬（板坯）、數(shù)字非正弦振動(dòng)、數(shù)字二冷水控制、數(shù)字在線輕壓下等，連鑄機(jī)全部數(shù)字化的過程中，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、工藝水平高、造價(jià)低廉、投資風(fēng)險(xiǎn)小的優(yōu)勢(shì)您將體會(huì)由衷。

液壓控制連鑄機(jī)

液壓振動(dòng)控制系統(tǒng)通過連續(xù)600萬(wàn)次振動(dòng)測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果完全符合實(shí)際生產(chǎn)需求，且設(shè)備完好無(wú)損。由于億美博數(shù)字液壓油缸采用國(guó)際先進(jìn)的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因而不僅不會(huì)產(chǎn)生任何泄漏，密封的壽命也大大提高，使得系統(tǒng)運(yùn)行成本遠(yuǎn)低于機(jī)械式振動(dòng)系統(tǒng)。結(jié)晶器壁對(duì)運(yùn)動(dòng)坯殼的摩擦力被認(rèn)為是撕裂坯殼進(jìn)而限制澆鑄速度的基本因素。在初生坯殼與結(jié)晶器壁之間存在一液體渣膜，此處的摩擦為粘滯摩擦，即摩擦力大小正比于相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，渣膜粘度，反比于渣膜厚度。這樣在結(jié)晶器振動(dòng)正滑脫期間這一摩擦力及其引起的對(duì)坯殼的拉應(yīng)力就較大，可能將初生坯殼拉裂，為此開發(fā)了非正弦振動(dòng)技術(shù)來減小這一摩擦力。理論研究及模擬實(shí)驗(yàn)表明，適當(dāng)選擇非正弦振動(dòng)參數(shù)（偏斜率）可減小摩擦力50%～60%。億美博科技將普通連鑄機(jī)通過簡(jiǎn)單改造，實(shí)現(xiàn)400次液壓振動(dòng)，偏斜率達(dá)到50%，且在線可以調(diào)整。是實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)、高產(chǎn)量的連鑄機(jī)改造新技術(shù)。

數(shù)字系統(tǒng)連鑄機(jī)

動(dòng)態(tài)軟壓下工藝，連鑄機(jī)可對(duì)最終凝固階段進(jìn)行控制，避免板坯中心疏松并使偏析降低到最小程度。動(dòng)態(tài)軟壓下能生產(chǎn)內(nèi)在質(zhì)量最佳的板坯。隨著薄板坯直接軋制帶鋼的原理在全球不斷成功實(shí)踐，生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品的鋼鐵企業(yè)已經(jīng)開始普遍采用軟壓下控制技術(shù)。

數(shù)字式板坯結(jié)晶器在線調(diào)寬控制系統(tǒng)。避免結(jié)晶器頻繁更換，提高連鑄機(jī)作業(yè)率，實(shí)現(xiàn)多規(guī)格、小批量的用戶需求。

數(shù)字式連鑄機(jī)結(jié)晶器二冷水控制系統(tǒng)。采用數(shù)字式調(diào)節(jié)閥門，通過PLC直接控制，避免了電動(dòng)伺服閥和氣動(dòng)薄膜閥容易出現(xiàn)的震蕩和相應(yīng)滯后，精確實(shí)現(xiàn)二冷水動(dòng)態(tài)控制。水冷系統(tǒng)

對(duì)于連鑄機(jī)水冷而言，主要由旋轉(zhuǎn)接頭，水管、水泵、足夠的水源組成。連鑄機(jī)水冷系統(tǒng)主要是對(duì)連鑄機(jī)鋼坯托輥進(jìn)行冷卻的作用。

連鑄機(jī)生產(chǎn)流程。將高溫鋼水連續(xù)不斷地澆注到一個(gè)或一組水冷銅制結(jié)晶器內(nèi)，鋼水沿結(jié)晶器周邊逐漸凝固成坯殼，待鋼液面上升到一定高度，坯殼凝固到一定厚度后拉矯機(jī)將坯拉出，并經(jīng)二次冷卻區(qū)噴水冷卻使鑄坯完全凝固，由切割裝置根據(jù)軋鋼要求切成定尺。這種使高溫鋼水直接澆注成鋼坯的工藝過程稱為連鑄。它的出現(xiàn)，從根本上改變了一個(gè)世紀(jì)以來占統(tǒng)治地位的鋼錠一出軋工藝。由于其簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序，提高了生產(chǎn)效率及金屬收得率，節(jié)約能源消耗使生產(chǎn)成本大為降低，鋼坯質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)得到了迅速的發(fā)展?，F(xiàn)在的煉鋼企業(yè)，不論是長(zhǎng)流程煉鋼還是短流程煉鋼，連鑄機(jī)的配備幾乎成為必然。

立彎式連鑄機(jī)在生產(chǎn)特厚鋼板時(shí)具有以下優(yōu)點(diǎn):

(1) 垂直段較長(zhǎng),有利于夾雜物上浮;

(2) 鑄坯在凝固時(shí)散熱均勻,同一斷面坯殼凝固厚度均勻,不易產(chǎn)生中心偏析,在生產(chǎn)特厚板坯和特殊鋼種時(shí)板坯質(zhì)量能夠得到保證;

(3) 鑄坯完全凝固后再進(jìn)行彎曲和矯直,減小了鑄坯凝固過程的內(nèi)應(yīng)力,能夠有效地防止鑄坯產(chǎn)生內(nèi)部裂紋。

(4) 立彎式連鑄機(jī)通過鑄坯的在線彎曲和矯直,有利于鑄坯的切割、去毛刺和下線。